Как рычаг увеличивает силу? [дубликат]

Я понимаю, что энергия сохраняется, когда сила прикладывается к концу рычага и увеличивается ближе к точке поворота. Однако я хотел бы знать, как сила передается и усиливается между атомами рычага.

Для объяснения этого потребуется механика сплошной среды ( en.wikipedia.org/wiki/Continuum_mechanics ). Любопытно, что я не могу найти простой пример распределения напряжения в простом рычаге... который довольно просто смоделировать в наши дни с помощью правильных программных инструментов для работы с конечными элементами. Это очень хороший вопрос для очень простой системы, которая, к сожалению, не имеет простого объяснения, насколько мне известно.
Я думаю, что на этот вопрос уже был дан ответ: «Как рычаги усиливают силы?»: physics.stackexchange.com/q/22944
Возможный дубликат Как рычаги усиливают силы?
Это дубликат, однако я не думаю, что отмеченный ответ действительно объясняет это явление.

Ответы (1)

Сила не увеличивается, это крутящий момент , который передается; и не является «эффектом усиления» взаимодействия между атомами. Единственная роль, которую играют взаимодействия между атомами, состоит в том, чтобы удерживать рычаг вместе. И до тех пор, пока силы, возникающие при использовании рычага, меньше, чем внутренние ограничивающие силы рычага, он будет сопротивляться деформации и линейно (без усиления) передавать приложенный крутящий момент. То есть любое изгибание, приложенное к нему с крутящим моментом г т будет передано следующему элементу г л в той же величине. Вы можете перейти к усложнению «гибких рычагов» (на самом деле не так сложно), но это не относится к вашему фактическому запросу.

Объяснения с помощью негибкого рычага (жесткого в этом смысле) достаточно. Это относится к случаям, когда крутящий момент настолько мал, что угол изгиба θ ф л е Икс ( т ф л е Икс "=" − к г θ ф л е Икс ) между двумя бесконечно близкими частями рычага бесконечно мала.

Умножение силы происходит от разницы плеч чисто, так как крутящий момент передается одинаково по всему рычагу. Теперь рычаг работает еще и потому, что вы меняете точку вращения, задавая точку поворота.

Чтобы лучше понять точку поворота, представьте, что вы держите в руке рычаг, а в другой крайности находится груз. Теперь точка вращения — это просто центр масс, который будет ближе к весу. Вот почему вам будет трудно удержать его, поскольку вам придется приложить силу, равную весу, чтобы уравновесить его. Это означает с точки зрения крутящего момента восстановление центра масс в геометрический центр.

Но если вы указываете точку поворота, вы фиксируете в ней вес системы и заставляете ее вращаться из этой точки. Таким образом, сохраняя разницу в плечах, и небольшая сила, приложенная к более длинному плечу, создает крутящий момент, передаваемый без изменений, который при более длинном плече проявляется как большая сила.

Это скорее геометрический эффект, вытекающий из ограничения целостности рычага и бесконечной (или достаточно большой) опоры на точку поворота. Тогда, поскольку углы должны быть равны, угловые скорости и ускорения также должны быть равны, и только момент инерции диктует требуемую силу, которая тем меньше, чем меньше радиус.

Мне кажется, что упомянутый ответ не касается сути.

Я понимаю это явление с точки зрения крутящего момента, но я ищу объяснение на более фундаментальном уровне. Модель шара и пружины, кажется, довольно хорошо объясняет механизм. Я думаю, что я собираюсь искать симуляцию, чтобы лучше понять.
Проблема, которую я вижу, заключается в том, что они говорят: «облигации на короткой стороне искажают ноту, чем облигации на длинной стороне». Это утверждение не соответствует действительности, поскольку наблюдаемый факт состоит в том, что крутящий момент одинаков по всему рычагу, иначе не возник бы эффект «умножения силы». Возможно, вы ищете более микроскопическое объяснение т ф л е Икс "=" − к г θ ф л е Икс которая выполняется на макроскопическом уровне.
@rmhleo мой недавний ответ согласуется с вашей точкой зрения о том, что то, что передается на микроскопическом уровне, представляет собой крутящий момент или, если быть точным с технической точки зрения, напряжение. Это подобно тому, как сила усиливается в жидкости, передается давление, а не сила. Мой ответ касается этого эффекта, основанного на интуиции. Я предполагаю, что важна передача энергии: именно она сохраняется, в отличие от силы, которая может быть усилена или уменьшена...
Как рычаг увеличивает силу? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v